Разница между одноклеточными и многоклеточными. Растения бывают одноклеточными и многоклеточными организмами
Чем многоклеточные отличаются от одноклеточных — основные отличия
Все живые организмы на нашей планете состоят из особо природного «строительного материала» — клетки. В зависимости от количества клеток выделяют одноклеточные и многоклеточные организмы.
Что такое одноклеточные организмы
Одноклеточные или по-другому простейшие организмы – самые маленькие существа, которые состоят всего из 1 клетки. Несмотря на это они способны вести полноценную жизнедеятельность, а именно питаться, двигаться, размножаться. Такие организмы были открыты знаменитым ученым Антони ван Левенгуком, после того как он создал световой микроскоп.
Инфузория туфелька — строение
Типы одноклеточных
Все одноклеточные подразделяются на прокариоты, у которых нет ядра, а вместо этого внутри оболочки находится крупная клетка ДНК и эукариоты, у которых есть ядро. Например, бактерии являются прокариотами, а общеизвестными представителями эукариотов считаются инфузория-туфелька, амеба, эвглена зеленая.
С первого взгляда кажется, что строение одноклеточных довольно простое — оболочка, цитоплазма (жидкость, которой заполнена клетка) и ядро (несет в себе информацию об организме), однако, на деле они имеют дополнительные органоиды:
- Рибосомы – находятся в цитоплазме и осуществляют синтез белка.
- Митохондрии – с помощью них в клетке происходят окислительно-восстановительные реакции и расщепление органических соединений.
- Аппарат Гольджи – органоид состоящий из одной мембраны, расположен чаще всего около клеточного ядра. С помощью этого аппарат поступающие в клетку вещества проходят химическую модификацию и транспортируются дальше.
- Реснички, жгутики и ложноножки – органоиды, которые помогают клеткам передвигаться.
- Вакуоль – органоид, который может иметь разные функции: сократительную (выводит лишнее из клетки), пищеварительную (переваривает питательные вещества), запасающую (в ней откладывается запас воды с питательными веществами).
Одноклеточные
У простейших эукариотов существует 2 способа питания: фотосинтез и фагоцитоз (когда клетка захватывает частицы, для дальнейшего переваривания с помощью вакуоли).
Размножаются одноклеточные организмы также двумя способами:
- Делением – когда ядро расщепляется и образуется 2 подобных одноклеточных организма;
- Псевдополовое размножение (копуляция или конъюгация) – это такой вид размножения, когда клетки могут обмениваться ядрами или частями своей ДНК.
В случае если наступают неблагоприятные условия, одноклеточные организмы способны покрыться надежной оболочкой под названием циста. С помощью нее они могут дождаться более приемлемых условий для питания, роста и размножения.
Вопреки заблуждениям, простейшие организмы могут обитать не только в водной среде, но также в почве и даже в организмах животных и людей, вызывая серьезные заболевания.
Деление амебы
Что такое многоклеточные организмы
Многоклеточные организмы – это группа живых существ, объединенная общим признаком, они имеют больше одной клетки в своем строении. К многоклеточным относятся:
- Подавляющее большинство грибов.
- Растения.
- Насекомые.
- Амфибии.
- Птицы.
- Животные и, естественно, человек.
Все эти организмы состоят из множества клеток, которые объединяются в группы и образуют те или иные ткани и органы. При этом само строение клетки похоже на строение клетки у простейших, имеется ядро, цитоплазма, оболочка, некоторые органоиды.
Жизнь высших многоклеточных организмов начинается с 1 клетки – зиготы, которая образуется за счет слияния двух родительских клеток. В других случаях многоклеточные размножаются:
- Спорами.
- Вегетативным методом.
- Почкованием.
- Фрагментацией – когда из отдельных частей одного организма могут вырасти полноценные новые.
Клетки многоклеточных организмов не способны существовать и функционировать самостоятельно. При этом скопления различных типов клеток в организме выполняют соответствующие задачи.
Водоросли
Многоклеточные организмы способны получать питание для своего роста и развития различными способами. Так, растения получают все необходимое из почвы, для роста им также нужны свет и вода. У животных и людей развитие и рост происходят за счет увеличения клеток и молекул. Клетки получают необходимые вещества через кровеносную систему, а нужные элементы попадают в кровь благодаря пище и воде, которую употребляют животные и люди.
Несмотря на то, что клетки многоклеточных способны увеличивать свое количество, этот процесс все-таки ограничен.
Деление клетки
Что общего между одноклеточными и многоклеточными
- И те и другие организмы в своей основе имеют простую клетку.
- У обоих организмов в клетке имеется ядро.
- И тем и другим организмам для роста и развития нужны благоприятные условия (свет, вода, питательные вещества).
Чем отличаются простейшие от многоклеточных организмов
- У простейших организмов клетка выполняет функции всего организма, тогда как у многоклеточных такое невозможно.
- Простейшие появились первыми и уже из них эволюционировали многоклеточные.
- У простейших, в отличие от многоклеточных организмов имеются органоиды движения.
- Деление клетки у простейших ведет к увеличению их популяции, в то время как деление клеток у многоклеточных ведет к росту тканей.
- Многоклеточные организмы более устойчивы к различным воздействиям внешней среды.
vchemraznica.ru
Чем отличаются одноклеточные от многоклеточных
Одноклеточные и Многоклеточные организмы – это внесестиматические единицы биосферы. Именно они населяют нашу планету. Выявление отличий между обеими группами позволит человеку лучше понять эволюционные процессы, контролировать болезни или увеличивать урожайность сельскохозяйственных культур.
Одноклеточные организмы состоят всего из одной клетки. В эту группу могут быть отнесены как прокариоты или безъядерные, так и эукариоты – ядерные. Самыми известными представителями ядерных индивидуумов являются амеба обычная, эвглена зеленая, инфузория-туфелька. Из безъядерных организмов наиболее распространены бактерии и археи. Одноклеточные индивидуумы объединяются в колонии, которые усиливают способность вида к выживаемости. Одноклеточные были открыты Антонием Левенгуком после создания им светового микроскопа.
Одноклеточные имеют оболочку, которая удерживает внутреннее содержимое клетки. У ядерных есть четко оформленное ядро, защищенное ядерной оболочкой. У безъядерных – крупная молекула ДНК, которая содержит генетическую информацию.
Практически все одноклеточные имеют «средства передвижения» — жгутики, ложноножки, реснички или газовые вакуоли. У каждого организма есть специфические структуры, с помощью которых они могут проводить фото- или хемо-синтез. В середине каждой клетки содержатся митохондрии. Они окисляют органические соединения и используют освобожденную энергию для синтеза молекул адезинтрифосфата, источника энергии для всех процессов, проистекающих в клетке. В цитоплазме находится пара вакуолей. Они предназначены для переваривания пищи, выделения или движения. Аппарат Гольджи контролирует белки, а в везикулах запасаются питательные вещества.
Размножение организмов происходит делением или же псевдосексуально, когда индивидуумы лишь обмениваются фрагментами своего генетического багажа, при этом, не увеличивая число особей.
Одноклеточные организмы первыми сформировались на планете, если следовать эволюционной теории Дарвина. В этой группе роль пионеров пространства принадлежит безъядерным и лишь 1,5-2 миллиарда лет тому назад появились ядерные клетки.
Многоклеточные организмы – это индивидуумы, тела которых состоят из множества клеток. К ним относятся грибы, большинство растений и животных. Их организмы состоят из специализированных клеток, которые объединены в ткани, органы или системы органов. При этом каждая отдельная клетка, входящая в систему, обладает обычным набором органелл: ядром, комплексом Гольджи, митохондриями, вакуолями, цитоскилетом, ядерной оболочкой.
Жизнь любого многоклеточного существа начинается с одной клетки, зиготы. Она образовалась при слиянии двух родительских клеток. Такое начало онтогенеза или индивидуального развития организма является одним из доказательств того, что одноклеточные стали базовым организмом для появления многоклеточных.
Выводы TheDifference.ru
- Ключевым отличием является количество клеток, из которых сложен организм.
- Первыми на Земле появились одноклеточные, а уже из них образовались, эволюционировали многоклеточные существа.
- Уровень организаций одноклеточных примитивный. Многоклеточные – более сложно организованные существа.
thedifference.ru
Многоклеточный организм — Википедия РУ
Следует отличать многоклеточность и колониальность. У колониальных организмов отсутствуют настоящие дифференцированные клетки, а следовательно, и разделение тела на ткани. Граница между многоклеточностью и колониальностью нечёткая. Например, вольвокс часто относят к колониальным организмам, хотя в его «колониях» есть чёткое деление клеток на генеративные и соматические. Выделение смертной «сомы» А. А. Захваткин считал важным признаком многоклеточности вольвокса. Кроме дифференцировки клеток, для многоклеточных характерен и более высокий уровень интеграции, чем для колониальных форм. Однако некоторые ученые считают многоклеточность более развитой формой колониальности[источник не указан 1927 дней].
Происхождение
Наиболее древними многоклеточными, известными в настоящее время, являются червеобразные организмы длиной до 12 см, обнаруженные в 2010 году в отложениях формации Francevillian B в Габоне. Их возраст оценивается в 2,1 млрд лет[1]. Возраст около 1,9 млрд лет имеют организмы Grypania spiralis, предположительно эукариотические водоросли длиной до 10 мм, обнаруженные в отложениях железистой формации Негауни в шахте Эмпайр (англ.)русск. недалеко от города Маркетт (англ.)русск., штат Мичиган[2].
В целом же многоклеточность возникала в разных эволюционных линиях органического мира несколько десятков раз. По не вполне понятным причинам многоклеточность более характерна для эукариот, хотя среди прокариот тоже встречаются зачатки многоклеточности. Так, у некоторых нитчатых цианобактерий в нитях встречаются три типа четко дифференцированных клеток, а при движении нити демонстрируют высокий уровень целостности. Многоклеточные плодовые тела характерны для миксобактерий.
По современным данным основные предпосылки для появление многоклеточности, а именно:
- белки-заполнители межклеточного пространства, разновидности коллагена и протеогликана;
- «молекулярный клей» или «молекулярные заклёпки» для соединения клеток;
- сигнальные вещества для обеспечения взаимодействия между клетками и т.д
возникли задолго до появления многоклеточности, но выполняли у одноклеточных другие функции. «Молекулярные заклёпки» предположительно применялись одноклеточными хищниками для захвата и удержания жертвы, а сигнальные вещества — для привлечения потенциальных жертв и отпугивания хищников[3].
Причиной появления многоклеточных организмов считают эволюционную целесообразность укрупнения размеров особей, которая позволяет более успешно противостоять хищникам, а также поглощать и переваривать более крупную жертву. Однако условия для массового появления многоклеточных появились только в Эдиакарском периоде, когда уровень кислорода в атмосфере достиг величины, позволяющей покрывать увеличивающиеся энергетические расходы на поддержание многоклеточности[4].
Развитие многих многоклеточных организмов начинается с одной клетки (например, зиготы у животных или споры в случае гаметофитов высших растений). В этом случае большинство клеток многоклеточного организма имеют одинаковый геном. При вегетативном размножении, когда организм развивается из многоклеточного фрагмента материнского организма, как правило, также происходит естественное клонирование.
У некоторых примитивных многоклеточных (например, клеточных слизевиков и миксобактерий) возникновение многоклеточных стадий жизненного цикла происходит принципиально иначе — клетки, часто имеющие сильно различающиеся генотипы, объединяются в единый организм.
Эволюция
Шестьсот миллионов лет назад, в позднем докембрии (венде), начался расцвет многоклеточных организмов. Удивляет разнообразие вендской фауны: разные типы и классы животных появляются как бы вдруг, но число родов и видов небольшое. В венде возник биосферный механизм взаимосвязи одноклеточных и многоклеточных организмов — первые стали продуктом питания для вторых. Обильный в холодных водах планктон, использующий световую энергию, стал пищей для плавающих и донных микроорганизмов, а также для многоклеточных животных. Постепенное потепление и рост содержания кислорода привели к тому, что эукариоты, включая многоклеточных животных, стали заселять и карбонатный пояс планеты, вытесняя цианобактерии. Начало палеозойской эры принесло две загадки: исчезновение вендской фауны и «кембрийский взрыв» — появление скелетных форм.
Эволюция жизни в фанерозое (последние 545 млн лет земной истории) — процесс усложнения организации многоклеточных форм в растительном и животном мире.
Грань между одноклеточными и многоклеточными
Не существует чёткой грани между одноклеточными и многоклеточными организмами. Многие одноклеточные обладают средствами для создания многоклеточных колоний, в то же время отдельные клетки некоторых многоклеточных организмов обладают способностью к самостоятельному существованию.
Губки
Губки — наиболее простые из многоклеточных существ. Значительную часть тела губки составляют опорные структуры на основе силикатов или карбоната кальция, переплетённые волокнами коллагена.
В начале XX века Генри ван Питерс Уилсон поставил классический эксперимент, во время которого он простирал тело губки через мелкое сито, разделяя его на отдельные клетки. Помещённые в стеклянную чашки и предоставленные самим себе эти амёбовидные клетки начинали группироваться в бесформенные комки красноватого цвета, которые затем обретали структуру и превращались в организм губки. Восстановление организма губки происходило и в том случае, если чашку помещалась только часть из первоначального количества клеток[5].
Хоанофлагелляты
Хоанофлагелляты — одноклеточные организмы, напоминающие по форме бокалы со жгутиками в середине. По своей анатомии они настолько сходны с клетками внутренней поверхности губок, что некоторое время их считали выродившимися губками, утратившими остальные типы клеток. Ошибочность этого взгляда установлена только после расшифровки геномов обоих организмов. У хоанофлагеллят имеются элементы молекулярных каскадов, обеспечивающие у многоклеточных взаимодействие между клетками, а также несколько типов молекулярных заклёпок и белки, подобные коллагену и протеогликану[6].
Подробное изучение хоанофлагеллят предприняла Николь Кинг из Калифорнийского университета в Беркли.
Бактерии
У многих бактерий, например, стрептококков, обнаружены белки, сходные с коллагеном и протеогликаном, однако не образующие канаты и пласты, как у животных. В стенках бактерий обнаружены сахара, входящие в состав протеогликанового комплекса, образующего хрящи.
Эволюционные эксперименты
Дрожжи
В экспериментах по эволюции многоклеточности, они были сделаны в 1902 году проведённых в 2012 году исследователями Университета Миннесоты под руководством Уильяма Рэтклиффа и Майкла Трависано, в качестве модельного объекта служили пекарские дрожжи. Эти одноклеточные грибы размножаются почкованием; по достижении материнской клеткой определённых размеров, от неё отделяется более мелкая дочерняя клетка и становится самостоятельным организмом. Дочерние клетки могут также слипаться друг с другом, образуя кластеры. Исследователи проводили искусственный отбор клеток, входящих в наиболее крупные кластеры. Критерием отбора была скорость оседания кластеров на дно резервуара. Прошедшие фильтр отбора кластеры вновь культивировались, и среди снова отбирались наиболее крупные[7].
Со временем дрожжевые кластеры начинали вести себя как единые организмы: после ювенильной стадии, когда происходил рост клеток, следовала стадия размножения, в процессе которой кластер делился на большую и малую части. При этом клетки, находившиеся на границе, погибали, позволяя разойтись родительскому и дочернему кластерам[7].
Эксперимент занял 60 дней. В итоге получились индивидуальные скопления дрожжевых клеток, которые жили и умирали как единый организм[7].
Сами исследователи не считают эксперимент чистым, так как дрожжи в прошлом имели многоклеточных предков, от которых могли унаследовать некоторые механизмы многоклеточности[7].
Водоросли Chlamydomonas reinhardtii
В 2013 году группа исследователей Университета Миннесоты под руководством Уильяма Рэтклиффа, ранее известная эволюционными экспериментами с дрожжами[7], провела аналогичные опыты с одноклеточными водорослями Chlamydomonas reinhardtii[8][9]. 10 культур этих организмов культивировали в течение 50 поколений, время от времени центрифугируя их и отбирая наиболее крупные кластеры. Через 50 поколений в одной из культур развились многоклеточные скопления с синхронизацией жизненных циклов отдельных клеток. Оставаясь вместе в течение нескольких часов, кластеры затем расходились на отдельные клетки, которые, оставаясь внутри общей слизистой оболочки, начинали делиться и образовывать новые кластеры.
В отличие от дрожжей, хламидомонады никогда не имели многоклеточных предков и не могли унаследовать от них механизмы многоклеточности, тем не менее, в результате искусственного отбора в течение нескольких десятков поколений, примитивная многоклеточность появляется и у них. Однако в отличие от дрожжевых кластеров, которые в процессе почкования оставались единым организмом, кластеры хламидомонад при размножении разделяются на отдельные клетки. Это свидетельствует о том, что механизмы многоклеточности могли возникать независимо в различных группах одноклеточных и варьировать от случая к случаю[8].
Искусственные многоклеточные организмы
В настоящее время нет информации о создании по-настоящему многоклеточных искусственных организмов, однако проводятся эксперименты по созданию искусственных колоний одноклеточных.
В 2009 году Равилем Фахруллиным из Казанского (Приволжского) государственного университета (Татарстан, Россия) и Весселином Пауновым из Университета Халла (Йоркшир, Великобритания) были получены новые биологические структуры, получившие название «целлосомы» (англ. cellosome) и представлявшие собой искусственно созданные колонии одноклеточных. Слой дрожжевых клеток наносили на кристаллы арагонита и кальцита, используя в качестве связующего полимерные электролиты, затем кристаллы растворяли кислотой и получали полые замкнутые целлосомы, сохранявшие форму использованного шаблона. В полученных целлосомах дрожжевые клетки сохраняли активность и форму шаблона[1].
См. также
Примечания
- ↑ Abderrazak El Albani et al. Large colonial organisms with coordinated growth in oxygenated environments 2.1 Gyr ago. — Nature, 2010. — Т. 466. — С. 100-104. — DOI:10.1038/nature09166. (в платном доступе). Изложение на русском языке: Марков А. Многоклеточные организмы, возможно, появились свыше 2 млрд лет назад на сайте «Элементы».
- ↑ Han, T.-M. & Runnegar, B. Megascopic eukaryotic algae from the 2.1-billion-year-old Negaunee Iron-Formation, Michigan. Science 257, 232—235 (1992) (Abstract)
- ↑ Шубин Н., с. 170—172.
- ↑ Шубин Н., с. 182.
- ↑ Шубин Н., с. 175.
- ↑ Шубин Н., с. 179—180.
- ↑ 1 2 3 4 5 Biologists Replicate Key Evolutionary Step in Life on Earth [Электронный ресурс] // National Science Foundation [Сайт]. [16.01.2012] (дата обращения: 03.01.2014). Изложение на русском языке: Стасевич К. Одноклеточные могли превратиться в многоклеточных за пару месяцев [Электронный ресурс] // КомпьюЛента [Сайт]. [17.01.2012] (дата обращения: 03.01.2014).
- ↑ 1 2 Alga takes first evolutionary leap to multicellularity [Электронный ресурс] // New Scientist [Сайт]. [13.11.2013] (дата обращения: 03.01.2014). Изложение на русском языке: Стасевич К. Одноклеточные водоросли смогли превратиться в многоклеточные [Электронный ресурс] // КомпьюЛента [Сайт]. [07.11.2013] (дата обращения: 03.01.2014).
- ↑ Ratcliff, W.C. et al. Experimental evolution of an alternating uni- and multicellular life cycle in Chlamydomonas reinhardtii. Nat. Commun. 4:2742 doi: 10.1038/ncomms3742 (2013).
http-wikipediya.ru
Одноклеточный организм Википедия
Однокле́точные органи́змы — парафилетическая группа живых организмов, тело которых состоит из одной клетки (в противоположность многоклеточным). Среди одноклеточных есть и прокариоты, и эукариоты. К ним относятся все археи, бактерии и большая часть протист, а также некоторые растения и грибы. Иногда термин «одноклеточные» ошибочно используется как синоним протист (лат. Protista).
Одноклеточные организмы различаются по форме и размерам, которые варьируют от 0,3 мкм (некоторые бактерии, например, микоплазмы) до 20 см (некоторые ксенофиофоры, например, Syringammina fragilissima). Большинство одноклеточных организмов невидимы для глаза человека, и чтобы их рассмотреть, требуется микроскоп. Одноклеточные могут формировать колонии.
Одноклеточные организмы были открыты Антони ван Левенгуком в 1673 году.
Появление и эволюция
Считается, что одноклеточными были первые живые организмы Земли. Наиболее древними из них считаются бактерии и археи.
Прокариоты
Прокариоты преимущественно одноклеточны, за исключением некоторых цианобактерий и актиномицетов.
Эукариоты
Эукарио́ты, или Я́дерные (лат. Eucaryota) — домен (надцарство) живых организмов, клетки которых содержат ядра. Среди эукариот одноклеточное строение имеют простейшие, ряд грибов, некоторые водоросли.
Животные, растения, грибы, а также группы организмов под общим названием протисты — все являются эукариотическими организмами. Они могут быть одноклеточными и многоклеточными, но все имеют общий план строения клеток. Считается, что все эти столь несхожие организмы имеют общее происхождение, поэтому группа ядерных рассматривается как монофилетический таксон наивысшего ранга. Согласно наиболее распространённым гипотезам, эукариоты появились 1,5—2 млрд лет назад. Важную роль в эволюции эукариот сыграл симбиогенез — симбиоз между эукариотической клеткой, видимо, уже имевшей ядро и способной к фагоцитозу, и проглоченными этой клеткой бактериями — предшественниками митохондрий и пластид.
См. также
wikiredia.ru
